晶体结构中的两种重要思维方式一、利用“空间延思维”法确定晶体中距离最近的微粒的数目要正确确定晶体中距离最近的微粒的数目,首先要对晶体结构熟悉,其次要有良好的空间想象能力,要有以晶胞为核心向空间扩展的意识,从而达到求解的目的
例 1、二氧化碳晶体中,与二氧化碳分子距离最近的二氧化碳分子有 个
解析:在图 1 的二氧化碳分子晶体结构中,8 个二氧化碳分子处于正方体的 8 个顶点上,还有6 个处于正方体的六个面的面心上
此时可选定面心的二氧化碳分子为基准,设正方体的边长为a,则二氧化碳分子间的最近距离为,从图中看有 8 个,它们分别位于该侧面的四个顶点及与之相连的四个面的面心上
此时应注意,图中所给出的结构仅是晶胞
所谓晶胞,是晶体中最小的重复结构单元,它能全面正确地表示晶体中各微粒的空间关系
也就是说晶体是以晶胞为核心向空间延伸而得到的,单个的晶胞不能表示整个晶体的结构
所以在我们观察晶体结构时应充分发挥空间想象的能力 ,要将晶胞向各个方向(上,下,左,右,前,后)扩展
图 1 向右扩展 得图 1(为容易观察,用表示二氧化碳分子),从中可以看出与二氧化碳分子距离最近的二氧化碳分子有 12 个
例 2、图 2 是超导化合物一钙钛矿晶体中最小重复单元(晶胞)的结构
请回答:(1)该化合物的化学式为_______
(2)在该化合物晶体中,与某个钛离子距离最近且相等的其他钛离子共有__________个
(3)设该化合物的式量为 M,密度为,阿伏加德罗常数为,则晶体中钙离子与钛离子之间的最短距离为_______
解析:首先要想像该最小重复单元在空间无限延伸从而构成整个晶体的情境,然后再按照有关规则确定各自的“贡献”,从而确定化学式及与某个钛离子距离最近且相等的其他钛离子共有几个
关于已知密度求钙离子与钛离子之间的最短距离,可以设这种立方晶胞的边长是 b,那么,钙离子与钛离子之间的距离是